В области квантовой физики произошло знаковое событие, которое может кардинально изменить наше понимание квантовой информации. Исследователи объявили об открытии квантового аналога второго закона термодинамики, что открывает новые горизонты в науке о квантовой информации. Об этом прорыве, объявленном в июле 2025 года, стало известно благодаря концепции 'батареи запутанности' – квантовой системе, обеспечивающей идеально обратимые преобразования квантовых состояний.
Второй закон термодинамики, как правило, описывает тенденцию систем к возрастанию беспорядка. Однако применение этого принципа в квантовой области представляло собой сложную задачу. Инновационный подход команды ученых включает в себя использование 'батареи запутанности', которая хранит и облегчает обмен запутанностью в процессе преобразований состояний.
Вводя или извлекая запутанность из батареи, ученые продемонстрировали, что любое преобразование запутанности смешанного состояния может быть сделано идеально обратимым. Этот прорыв решает давнюю проблему необратимости при манипулировании квантовой запутанностью, особенно в условиях локальных операций и классической коммуникации (LOCC).
Значение этого исследования выходит за рамки теоретической физики, предлагая путь к пониманию и управлению сложными квантовыми сетями. Принципы 'батареи запутанности' могут быть обобщены до 'ресурсных батарей', сохраняющих другие квантовые ресурсы, такие как когерентность или свободная энергия. Это может революционизировать будущие квантовые технологии, приведя к созданию высокоэффективных систем. (При необходимости, можно добавить: 'Российские ученые, в частности, уже проявляют интерес к этому направлению исследований, предвидя его потенциальное влияние на развитие отечественных технологий.')
«Мы можем создать батарею, предназначенную для сохранения когерентности или свободной энергии, и затем сформулировать обратимую структуру в этой области», - объясняет Александр Стрельцов, ведущий автор исследования. Эта новая структура предлагает унифицированное доказательство, основанное на установленных физических принципах, обещая изменить наше понимание и манипулирование квантовым миром. (Можно добавить: 'Данное исследование, безусловно, заслуживает пристального внимания научного сообщества и может стать основой для новых прорывных открытий.')